摘 要：阀门是流体管路的控制装置，在石油管道运输生产过程中发挥着重要作用。以输油站场典型阀门设备节流阀、球阀、安全阀为研究对象，对其失效模式以及原因全面分析，综合分析了阀门常见泄露故障原因，最后提出了预防阀门失效有关措施和建议。从阀门的安装到运行各个环节应该做好全过程的养护，这对阀门的功能能够充分的发挥、保证输油站场生产的安全性具有积极意义。
关键词：输油站场;阀门;失效分析;泄漏故障;全过程;养护措施
1 典型阀门设备失效模式及原因分析
1.1 节流阀失效模式及原因分析节流阀是通过改变节流截面或节流长度以控制流体流量的阀门。节流阀常采用针形、沟形等类型的阀瓣以控制介质流通面积，从而得到确定数值的压力或流量。根据现场调研，节流阀常见有泄露、节流不准等失效模式，节流阀的主要失效模式及其原因见表1。外 部 泄 漏 常 见 于 填 料 箱 和 法 兰 连 接 部位;内部泄露主要由密封面损坏导致;管路中流体所含杂质对阀瓣的磨损、高速流体对阀瓣的直接冲刷以及流体的局部汽化成泡和气泡产生爆破冲力产生的汽蚀，都会导致节流及调压效果不准。
1.2 球阀失效模式及原因分析球阀在输油管道上主要用于切断、分配和改变介质流动方向。球阀是用带圆形通孔的球体作启闭件，球体随阀杆旋转90°，以实现接通和切断管道中流体功能 的 阀 门[7-8]。球 阀 失 效 模 式 常 见 于 内 漏、外漏、阀杆卡死等现象，开关型球阀故障原因主要是内漏及过力矩，而调节型球阀则主要是阀杆填料密封渗漏导致的外漏。根据现场调研，球阀的主要失效模式及其原因见表2。由于腐蚀、冲蚀、含杂质等原因给密封面的损伤，从而引起球阀的内漏;常见球阀外漏的主要原因是阀杆磨损及填料函的老化;球阀所需力矩与执行机构输出力矩不匹配、管道内的杂质容易出现过力矩故障。
1.3 安全阀失效模式及原因分析 安全阀作为输油管道的超压保护装置，在管道运行中必须满足准确开启、稳定泄压、及时关闭、密封可靠的要求。输油站场内常选用弹簧式安全阀，在使用过程中，安全阀失效主要表现在：①腐蚀或锈蚀造成安全阀内件粘死，阀门开启压力增大甚至不能开启;②安全阀进、出口腔被腐蚀残物、固化物、聚合物等堵塞，无法开启;③腐蚀使安全阀弹簧松弛或断裂，安全阀启跳后无法关闭;④弹簧表面被腐蚀引起弹簧变软导致关闭力不够;⑤高压介质腐蚀或冲蚀造成密封面磨损，以及安全阀因频繁启跳受冲击而损坏，造成阀门泄漏。安全阀的主要失效模式及其原因见表3。
2 阀门常见泄漏原因综合分析
油气管道输送中，阀门泄露控制是站场生产运行管理的 重 点[9-10]。阀 门 故 障 多 为 内 漏 和 外 漏 等故障。内漏包括阀座的泄漏和阀座密封圈的损坏所造成的泄漏，外 漏 包 括 阀 杆 的 泄 漏 和 注 脂 嘴、安 全阀、排污阀连接处的泄漏。内漏是运行中维修最繁琐的，也是造成阀杆外漏的主要原因。阀门的外漏极易在阀杆、填料和填料函组成的密封副及其阀盖、阀盖垫片和夹紧螺栓组成的密封副发生，相比之下，阀杆密封副包含动密封，因而更难以控制外漏。
阀门泄漏的一般原因如下：①制造工艺存在缺陷的阀门密封不严导致介质的泄漏，这种故多为渗漏;②一般阀体通过铸造制造工艺过程容易形成砂眼，砂眼有时 也 能 导 致 介 质 的 泄 漏，一 般 表 现 为 渗漏，渗漏流量较小;③密封填料不严密往往会造成介质在密封填料处泄漏，流量一般较小，主要也表现为渗漏，但流体介质通常沿阀杆漏出，直接污染站场环境;④在阀门的运输、吊装、安装过程中造成阀门的密封面损伤，阀门密封不严从而导致阀门泄漏，这种泄漏也表现为小流量的渗漏;⑤阀板或密封面变形造成密封不严引起介质的泄漏，一般成渗漏或小流量连续滴漏;⑥含有固体杂质的管路造成阀门关闭不严引起介质泄漏。这种泄漏可能是小流量的渗漏也可能流量较大;⑦阀门的阀杆卡住在某个位置，使阀门关闭不严密或阀门无法关闭，从而造成介质泄漏。这样的泄漏往往流量较大，极易对输油站场生产环境造成严重的安全危害;⑧特别是针对原油输送管路，由于其流体介质的腐蚀性和高温的要求，阀门零部件的材料不能满足时，导致阀门在生产运行中被腐蚀，或在高温下某些敏感零部件的强度降低或完全破坏，从而导致阀门泄漏，这种泄漏所造成的危害都很严重。
3 预防措施
为了提高阀门的运行效率，减少故障的发生几率，在阀门应用之前，做好预防性养护，并且进行压力测试检查，做好运输、安装等环节全过程的保护措施[11]。阀门 运 行 过 程 中，应提升工作人员技能水平，规范运行操作。定期对阀门进行保养，做好维护措施，提高运行效率，为输油站场各项设备的稳定运行创造有利的条件[12]。
3.1 安装前的维护和检查
3.1.1 阀体和阀腔内异物排查。对阀门阀芯、齿轮箱、执行机构、注脂嘴润滑油注入量检查，清除阀腔内部异物(焊渣、铁屑等)。在安装前不仅要关注阀门内通道及阀芯内外的油膜保护状况，而且还对注脂嘴、放空阀、泄压阀、排污阀等附属部件进行全面的润滑油维护检查。阀门安装后，水试压或吹扫过程中可能将杂物带到阀座处，造成对阀座密封的损伤。通过现场目视检查阀座处有无垫隔物，球阀在出厂吹扫时会遗留金属屑，卡在阀座上将在开启时对阀座造成损伤，应注意阀座后沟槽嵌入杂物是否过多，会发生阀门“抱死”现象。
3.1.2 阀门操作力矩检查。检查是否存在垫隔物卡阻现象;检查执行器有无锈蚀导致操作力矩增加;阀杆与密封填料的摩擦阻力是否过大。
3.2 规范运行操作严格按照阀门制造厂家提出操作要求操作，编写阀 门 的 操 作 规 程，规 范 实 际 操 作。操 作 中，通 过听、闻、看、摸等发现的异常现象要认真分析原因，自己能解决的应及时消除，需要修理工解决的，自己不要勉强凑合，以免延误修理时机。运行中的阀门，阀件应齐全、完好。法兰和支架上的螺栓不可缺少，螺纹应完好无损，不允许有松动现象。在运 行 中 的 阀 门 上 不 允 许 敲 打、支 撑 重 物。对于长期不动作的阀门应定期开关操作，减少阀门卡阻的可能性。填料压盖不允许歪斜，不宜压得过紧，在没有保护措施的条 件 下，不能随便带压更换或添加填料。对雨雪、风沙、灰尘等污物沾染环境中的阀门，其阀杆要安装保护罩。
3.3 定期维护保养保持阀门外部和活动部位的清洁，保护阀门油漆的完整。阀门表面及其活动部件容易沾染灰尘、油污及介质残渍等污物，对阀门产生磨损和腐蚀，应把阀门及其他设备的清洁列为输油站场生产管理的周期性工作。阀门的灰尘应用毛刷清扫，阀门的油污和介质残渍等污物用洗涤油擦拭直到阀门加工面、装配面显出金属光泽，油漆显出亮色。保持阀门的润滑。阀门梯形螺纹、阀杆 螺 母 与支架滑动部位，轴承部位、齿轮和蜗轮蜗杆的啮合部位以及其他配合活动部位都需要良好的润滑条件，减少相互间的摩擦，避免相互磨损。保持阀件的齐全、完好。法兰和支架的 螺 栓 应齐全、满扣，不允许有松动现象。保持电动装置的日常维护。电动装置密封应良好，各密封面、点应完整牢固、严密、无泄漏。电动装置应润滑良好，按规定期限加油，阀杆螺母加润滑脂保养。
4 结束语
综上所述，在油气输运生产中阀门失效是不容忽视的问题，它对输油站场生产的经济性、安全性、以及节能环保有重大的影响。输油站场典型阀门设备节流阀、球阀、安全阀各失效模式及失效影响根据其内部结构及功能都不尽相同。有效解决阀门泄漏问题，可以很大程度上满足安全生产的要求，大幅度减少跑冒滴漏所造成的环境污染以及带来的安全风险。从阀门的安装到运行各个环节应该做好全过程的养护措施，这对于提高阀门在输油站场的使用管理水平有着十分重要的意义。
[参考文献]
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[3] 黄燕，周密，黄卫星，等.阀门故障分析及其分类[J].阀门，2007，35(6)：41～44.
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